110 kV GIS設備常見故障分析及處理

張珂磊

（新疆額爾齊斯河建設管理局額河水電公司，新疆 阿勒泰 836000）

110 kV GIS設備常見故障分析及處理

張珂磊

（新疆額爾齊斯河建設管理局額河水電公司，新疆 阿勒泰 836000）

目前發變電站GIS設備應用非常廣泛，GIS設備的安全運行關系著電網和企業的安全生產。本文以故障實例進行分析研究。通過對GIS組合電器運行中存在的問題進行闡述，分析GIS設備維護應采取的措施，針對性地進行維護、試驗，使GIS組合電器更好地發揮其獨有的功效，提高安全供電的可靠性。

GIS設備；松動；聲響

1 引言

GIS設備全稱為六氟化硫封閉式組合電器設備，包括隔離開關、斷路器、電壓互感器、接地開關、避雷器、電流互感器、電纜終端、母線和進出線套管等，經優化設計有機地組合成一個整體，是發變電設備中不可或缺的一部分。GIS設備具有體積小、噪音小、結構簡單、零部件少、耐電壓高、允許短路次數多、滅弧時間短、危險程度低等優點。在設備長期運行過程中，隨著使用年限的增加，一些問題也開始暴露了出來。

2 具體事例

2.1 事例1

2013年10月8日，我公司水電站110 kV GIS設備I段母線間隔電壓互感器分支桶內發出異常放電聲響，并伴有敲擊聲，且時大時小，電壓互感器（規格型號：JDQX8-110ZHJ5，主要參數額定絕緣水平：126/230/550，額定一次電壓：110000/√3）2013年11月6日解體檢查發現，梅花觸頭屏蔽罩緊固螺栓全部松動，緊固螺栓未用螺栓緊固膠粘接，屏蔽罩表面不光滑有劃痕和毛刺，更換屏蔽罩，緊固螺栓用螺栓緊固膠粘接后進行緊固，2013年11月9日投入運行后正常（如圖1-1）。本次故障暴露出安裝質量存在問題。

2.2 事例2

2015年04月6日，喀臘塑克水電站110 kV 2號主變高壓進線側GIS設備（設備規格型號：ZF10-126GCB，額定電壓：126 kV，額定電流：2 000 A，額定短路開斷電流：40kA，額定短路關合電流：100 kA，操動機構：彈簧操動機構CT26）分支桶內發出異常聲響，運行至2015年05月15日放電聲逐漸增大，GIS設備出線分支桶伴有輕微震動現象。

2015年05月17日解體檢查發現，A、B兩相絕緣子有放電痕跡，分支筒底部有白色塵埃，梅花觸頭與導電桿接觸部分過熱變色，回路電阻測試結果A相86 μΩ、B相67 μΩ，本次故障暴露出設備制造質量及安裝質量存在問題，將絕緣子、導電桿更換后投入運行（如圖1-2、1-3）。

圖1

3 GIS設備產生故障的原因

引起GIS設備故障的主要原因是制造廠、現場安裝時不當，引起運行中設備解體檢修。

（1）安裝制造場所清潔度差，造成粉末、微粒等雜質遺留在設備內。

（2）制造廠選用的制造材料不好。

（3）設備制造精度差，裝配中有一定的誤差值，造成各部件間碰撞摩擦而產生金屬粉末和殘屑。

（4）現場安裝人員安裝工藝差，如安裝中造成安裝部件有劃痕、敲擊痕跡，安裝材料上的毛刺、凸凹、銹蝕等未處理。

（5）安裝現場達不到要求，如無專用安裝間或密封不嚴，現場濕度較大導致絕緣受潮、腐蝕，無防塵措施等造成安裝現場清潔度差，外部塵埃侵入。

4 GIS設備檢修關鍵點質量控制

與常規電器及其他設備對比，GIS六氟化硫封閉式組合電器有占地面積小、噪聲低、無火災危險、檢修周期長、運行安全可靠等優點。但同時也具有；①結構復雜、質量要求高、制造及檢修工藝繁多。②故障較少，但發生故障，后果卻很嚴重。③設備檢修比較繁雜，時間長，停電范圍大，工藝及環境要求高，稍有不慎就會造成檢修質量問題。這些都將降低GIS設備的可用系數，影響電網供電可靠性和經濟性。

因此，GIS設備的檢修關鍵點控制尤為重要，其與現場條件、備品質量、檢修質量有關，對以后設備的安全運行至關重要。

4.1 GIS設備故障處理過程中的注意事項

（1）檢修時進入氣室前應先打開風機通風30min。

（2）檢修時如工作人員需要進入電纜溝，或低洼工作的，應測含氧量及SF6的濃度，確認安全后進入。

（3）SF6氣體應用氣體回收裝置做回收凈化處理，嚴禁排放到大氣中。

（4）檢修前必須確認臨近氣室沒有向待修氣室漏氣的情況，需解體設備內高壓氣體已排放至零表壓。

（5）設備檢修時，必須先用真空吸塵器吸除零部件上固態分解物，然后用無水乙醇清洗零部件及絕緣部件。

4.2 設備解體后各部件的清理

（1）導體的清理

檢查表面光滑無磕碰及劃傷，鍍銀面無氧化變色痕跡，檢查各裝配螺栓均已緊固到位，接頭與導電管接觸良好，接觸電阻不應大于1 μΩ。修理后必須用無毛紙擦拭干凈，以無毛紙上不留黑灰色痕跡為干凈。對于鍍銀面氧化變色的導體禁止使用。

（2）絕緣件的清理

即將對接的絕緣件表面，用蘸有酒精的無毛紙，從中心導體向外旋轉擦拭進行清理，最后用干凈白布采用同樣的方法擦一遍，不允許來回擦，以免臟的無毛紙污染已擦凈的表面。

（3）密封面清理

先用吸塵器將法蘭面外圓表面和一圈所有光孔的灰塵和金屬末清理干凈，然后用360號砂紙將法蘭面異常的凸出部分砂平。

對即將對接的金屬密封面用600號以上細砂紙沿圓周方向輕砂1～2遍，用吸塵器清理，然后用無毛紙蘸酒精對密封面（槽）進行清潔處理，最后再用吸塵器清理。

（4）分支母線和套管內部清理

先使用無毛紙蘸無水酒精將筒體內部進行清潔處理，最后用吸塵器清理并借助手電筒檢查內部無污物、雜質。

（5）回路電阻測量可在回裝過程中測量，用100A回路電阻測試儀進行測量，應滿足設備技術要求（見表1）。

表1

GIS一次設備完成間隔間主母線對接，并經回路電阻測試無異常后，開始進行各個間隔分支母線和出墻套管的對接工作。

4.3 套管安裝

（1）吊裝工作時，應有專人指揮、專人負責，吊裝過程中必須有專職安監人員監護操作，參加工作人員應分工明確，責任到人。

（2）吊裝前必須核對起重機的額定吊重、物重的對應關系，使用專用吊具，找好重心，起吊要緩慢平穩。

（3）吊裝時應注意吊裝作業區的作業環境的影響，絕對避免吊具、吊繩和設備碰撞其他設備。

（4）設備吊離地面后，吊鉤下方和正前方不得站人，起吊設備嚴禁從人頭跨越。

（5）吊裝前檢查設備無破損，缺釉，并將有關檢查、試驗項目完成，表面清理干凈，使用無毛紙蘸無水酒精，擦拭套管密封槽、密封面和導體。

（6）起吊時防止一頭在地面出現拖動現象，用無水酒精、白綢緞擦洗法蘭表面、導體和套管內部，瓷套管內部清理干凈后用塑料布將瓷套管下法蘭罩住，防止灰塵進入。

注意：起吊時用2個U型環將繩套固定于接線板上，盡可能不綁在第一排孔上，防止撕裂。

（7）將清理干凈的套管緩慢吊至分支三通上側時，將套管緩慢落下，取彈性良好、無針眼氣泡的新O形密封圈，使用無毛紙蘸無水酒精將其表面擦拭干凈，待酒精揮發完畢后再在其表面均勻涂抹薄薄一層硅脂，然后將密封圈放置在過渡法蘭的密封槽中并在密封圈外沿（靠大氣側）涂一圈1527密封膠；緩慢下落套管，將導體插入屏蔽的梅花觸頭中，將連接法蘭面的所有螺栓都裝入螺孔后，用力矩扳手擰緊法蘭螺栓，套管對接完畢后，進行主回路電阻測試。

（8）安裝完成后仔細清掃GIS設備表面，對在安裝過程中面漆損壞處進行補漆，最后標示相序，涂相色漆或貼相序貼。

4.4 吸附劑的安裝更換

每一個封閉的GIS氣室單元安裝完畢，即可對氣室進行更換吸附劑、抽真空和充注SF6氣體的工作，該工序會直接影響到氣室SF6氣體純度等指標，對投運后的設備安全具有重要意義。

烘干后的吸附劑在空氣中暴露的時間越短越好，盡量控制在30～60 min之內，吸附劑裝入GIS設備內部封蓋完畢后應隨即開始抽真空工作。

更換吸附劑的注意事項：（1）不能在雨雪中或濕度大于90%環境中更換。（2）活化溫度不要超過600℃，從密封裝置取出裝入時間越短越好，一個氣室多點安裝宜分組同時進行。

（3）吸附劑裝入吸附劑罩不宜過滿，應留有適當空隙余量，防止吸水后將吸附劑罩撐壞。

（4）封蓋前應對內腔進行清理防止異物掉入，封蓋完畢后應盡快的開始抽真空。

5 回裝后母線封堵

驗收試驗合格后對分支母線筒穿墻處進行封堵，設備安裝時的封堵方式為水泥封堵，中間存在空洞，這種封堵方式有以下危害，①對套管設備有腐蝕作用。②對于較長套管容易產生振動。所以對水泥封堵方式進行改進，采用SBS改性瀝青防水卷材，厚度299 mm，寬度與墻厚相等，卷繞3圈，繞后總厚度為599 mm，采用熱熔法熔接后在進行封堵。

6 結語

與常規電器相比，六氟化硫封閉式組合電器有很多優點，并逐漸取代其他開關設備而成為主流品種，但是也存在結構復雜、質量要求高、檢修工藝繁雜，停電時間長范圍廣，而且檢修工藝要求精細，稍有不慎就可能會造成檢修質量問題。本文對GIS設備故障進行了分析，并探究了解決辦法，以期為檢修人員提供參考，共同提高GIS設備檢修管理水平。

圖3 肘管吊裝運輸

4 結束語

本文分析了超長超寬設備件的吊裝、運輸方式，針對特定環境下的起吊高度限制，合理布置起吊吊點，通過科學、合理的計算，正確選型各工器具及型鋼，確保了施工安全、降低了安全風險。實踐證明，該起吊運輸方式是安全可靠的，且為其他類似工程安裝積累了經驗，具有一定的借鑒價值，值得推廣應用。

［1］程嘉佩.材料力學［M］.北京：高等教育出版社，1989.10.

［2］江正榮.建筑施工計算手冊［M］.2版.北京：中國建筑工業出版社，2007.

［3］GB3811-83起重機設計規范［S］.

［4］張質文.起重機設計手冊［M］.北京：中國鐵道出版社，1997.

［5］中國電力企業聯合會標準化部.金屬結構［S］//電力工業標準匯編：水電卷.北京：水利電力出版社，1994.

TM595

B

1672-5387（2016）10-0067-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.10.020

2016-06-13

張珂磊（1969-），男，工程師，從事電氣設備檢修預試工作。